Question

10．有一電熱水壺及其銘牌如圖所示．求：

（1）該電熱水壺正常工作時的電阻是多少？
（2）將質(zhì)量為1.2kg、溫度為25℃的水加熱到85℃，水吸收了多少熱量？[c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]
（3）若電熱壺?zé)�水的熱效率�?6%，加熱（2）中的水用了315s，那么它工作時的實際電壓是多少？

Answer 1

分析 （1）電熱水壺正常工作時的功率和額定功率相等，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$的變形公式R=$\frac{{U}^{2}}{P}$求出電熱水壺正常工作時的電阻；
（2）知道熱水的比熱容、水的質(zhì)量、初溫和末溫，根據(jù)Q_吸=c_水m（t-t₀）求出水吸收的熱量；
（3）知道水吸收的熱量和熱效率，根據(jù)效率公式的變形公式W=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$求出消耗的電能，又知道工作時間，
然后根據(jù)P=$\frac{W}{t}$求出電熱水壺的實際電功率，最后根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$的變形公式U=$\sqrt{PR}$求出電熱水壺工作時的實際電壓．

解答 解：（1）電熱水壺正常工作時的功率和額定功率相等，即P=P_額=1210W，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得，電熱壺正常工作時的電阻：
R=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{（220V）^{2}}{1210W}$=40Ω．
（2）水吸收的熱量：
Q_吸=c_水m（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg•℃）×1.2kg×（85℃-25℃）
=3.024×10⁵J．
（3）由η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%得，電熱水壺消耗的電能：
W=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{3.024×1{0}^{5}J}{96%}$=3.15×10⁵J，
則電熱水壺的實際電功率：
P_實=$\frac{W}{t}$$\frac{3.15×1{0}^{5}J}{315s}$=1000W，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得，電熱水壺工作時的實際電壓：
U實=$\sqrt{{P}_{實}R}$=$\sqrt{1000W×40Ω}$=200V．
答：（1）該電熱水壺正常工作時的電阻是40Ω；
（2）水吸收了3.024×10⁵J熱量；
（3）它工作時的實際電壓是200V．

點評 本題考查了電功率公式、吸熱公式和效率公式的應(yīng)用，雖涉及到的知識點較多，但難度并不大，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，且生活緊密聯(lián)系，使學(xué)生覺得學(xué)了物理有用，很適合學(xué)生的練習(xí)，是一道好題．